[發(fā)明專利]曲底槽腔數(shù)控加工三軸粗加工余量自動(dòng)計(jì)算方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110892801.3
• 申請(qǐng)日: 2021-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN113704840A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭祖杰;于謀雨;楊葉;昝林;宋健;丁森;趙強(qiáng)詳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G06F30/10
• 分類號(hào): G06F30/10;G06F30/20
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種曲底槽腔數(shù)控加工三軸粗加工余量自動(dòng)計(jì)算方法及系統(tǒng)，包括以下步驟：步驟S1：識(shí)別待加工零件上的加工特征，加工特征包括槽特征以及槽特征的特征面；步驟S2：構(gòu)建刀具和槽特征基于幾何關(guān)系的刀位模型；步驟S3：計(jì)算刀具臨界狀態(tài)的加工余量；步驟S4：根據(jù)步驟S3中計(jì)算的加工余量對(duì)刀具進(jìn)行過切判斷，根據(jù)過切判斷引導(dǎo)余量的自動(dòng)計(jì)算。本發(fā)明有效地解決曲底槽腔特征底面與側(cè)面因幾何形狀復(fù)雜而導(dǎo)致的三軸粗加工余量設(shè)置值不合理的問題，能夠規(guī)避工藝風(fēng)險(xiǎn)，顯著改善數(shù)控加工質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，具體地，涉及曲底槽腔數(shù)控加工三軸粗加工余量自動(dòng)計(jì)算方法，該方法屬于基于特征的數(shù)控加工三軸數(shù)控粗加工余量自動(dòng)計(jì)算方式，為結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工工藝自動(dòng)規(guī)劃提供技術(shù)支持，屬于數(shù)字化制造與智能制造。

背景技術(shù)

大型復(fù)雜貯箱網(wǎng)格壁板是運(yùn)載火箭箭體的主要受力構(gòu)件，且其上分布有大小不均、形狀各異的腔槽。粗加工是網(wǎng)格壁板數(shù)控加工工藝的一項(xiàng)重要內(nèi)容，去除80％以上的毛坯材料，為了提高加工效率、降低產(chǎn)品研制成本，針對(duì)簡單曲底槽腔通常采用三軸加工方式取代四軸聯(lián)動(dòng)、五軸聯(lián)動(dòng)方式。為了避免粗加工過程曲底槽腔底面與側(cè)面的過切問題，工藝技術(shù)人員通常基于CAD/CAM系統(tǒng)平臺(tái)反復(fù)試錯(cuò)驗(yàn)證，經(jīng)過多次迭代獲取最終的底面與側(cè)面許可余量值，存在效率低下、余量計(jì)算結(jié)果不可靠等問題，從而影響產(chǎn)品的最終質(zhì)量甚至導(dǎo)致零件的報(bào)廢。

在公開號(hào)為CN112817271A的中國專利文獻(xiàn)中，公開了一種基于在機(jī)測(cè)量的鑄造機(jī)匣毛坯加工余量優(yōu)化方法，包括工件的初步裝夾、特征配準(zhǔn)的自由度選擇、特征的在機(jī)測(cè)量、特征位置誤差矩陣計(jì)算、余量分配結(jié)果校驗(yàn)和刀路補(bǔ)償。利用特征的在機(jī)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行位置最佳擬合計(jì)算和加工余量分配，然后將計(jì)算得到的位置剛體變換作用到加工刀路上，使得零件毛坯的余量更加均勻化。但是該專利文獻(xiàn)未能解決曲底槽腔特征底面與側(cè)面因幾何形狀復(fù)雜而導(dǎo)致的三軸粗加工余量設(shè)置值不合理的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種曲底槽腔數(shù)控加工三軸粗加工余量自動(dòng)計(jì)算方法及系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種曲底槽腔數(shù)控加工三軸粗加工余量自動(dòng)計(jì)算方法，包括以下步驟：

步驟S1：識(shí)別待加工零件上的加工特征，加工特征包括槽特征以及槽特征的特征面；

步驟S2：構(gòu)建刀具和槽特征基于幾何關(guān)系的刀位模型；

步驟S3：計(jì)算刀具臨界狀態(tài)的加工余量；

步驟S4：根據(jù)步驟S3中計(jì)算的加工余量對(duì)刀具進(jìn)行過切判斷，根據(jù)過切判斷引導(dǎo)余量的自動(dòng)計(jì)算。

優(yōu)選的，所述步驟S1中，采用基于屬性鄰接圖的特征識(shí)別方法進(jìn)行待加工零件上的槽特征進(jìn)行自動(dòng)檢索，以及對(duì)槽特征的各特征面進(jìn)行識(shí)別分類。

優(yōu)選的，對(duì)特征面的識(shí)別過程包括首先識(shí)別頂面，然后識(shí)別底R(shí)面，其次進(jìn)行底面識(shí)別，最后根據(jù)識(shí)別的頂面，底R(shí)面和底面對(duì)側(cè)面進(jìn)行識(shí)別。

優(yōu)選的，所述識(shí)別過程的識(shí)別規(guī)則包括：

所述頂面的識(shí)別規(guī)則為遍歷模型的所有面，若該面內(nèi)環(huán)邊皆為凸邊則為頂面；

所述底R(shí)面的識(shí)別規(guī)則為遍歷模型的所有面，若該面上任意三點(diǎn)的曲率相同且曲率半徑大于0則為底R(shí)面；

所述底面的識(shí)別規(guī)則為遍歷模型的所有面，若該面外環(huán)邊皆為凹邊，其相鄰面皆為底R(shí)面則為底面；

所述側(cè)面的識(shí)別規(guī)則為遍歷模型的所有面，若該面是頂面內(nèi)環(huán)相鄰面且與底R(shí)面相鄰則為側(cè)面。

優(yōu)選的，所述步驟S2中的刀位模型為刀具相對(duì)于槽特征槽腔幾何切削材料域的空間位置關(guān)系模型，所述刀位模型基于槽腔的底面形狀和側(cè)面開閉角特性構(gòu)建。